下：
[0040] 步骤一、选取三-五个不同基片高度下的膜厚分布曲线，以式(5)为评价函数，采用 遗传算法寻找使得F值最小的磁控溅射源分布特性参数，该磁控溅射源分布特性参数即为 最终磁控溅射源分布特性参数；
[0041] (5)
[0042] 式(5)中，η为3-5的整数，m为整数，Tc；(ri，hi)为计算膜厚分布曲线，Te(ri,hi)为步 骤一中选取的膜厚分布曲线；
[0043] 步骤二、通过步骤一得到的磁控溅射源分布特性参数计算磁控溅射速率空间分 布。
[0044] 上述方法中，为使算法迭代收敛速度最快，遗传算法的参数选择如下：种群数为 100，交叉概率为0.5，变异概率为0.02，代数为200代，也可以根据实际情况，选择其他参数。
[0045] 计算膜厚分布曲线的确定方法如下：
[0046] 如图2所示，上方为靶平面，下方为基片平面。通过磁控溅射源分布特性参数计算 磁控溅射速率空间分布为现有技术。该过程中，将靶的溅射产额分布即刻蚀沟槽近似为跑 道，在垂直跑道方向上沟槽深度分布为高斯函数分布exp(_0.5d 2/〇2)，d为到跑道中心的垂 直距离，跑道的直道半长度为L，弯道半径为Rt，〇为高斯函数分布的标准差，溅射角分布为 coska，k为溅射角分布特性参数，α为溅射角。
[0047] 基片相对于基片平面的倾角定义为γ ;基片的高度定义为基片平面与靶平面的距 离h。基片的运动轨迹如图3所示，类似于行星系统，即基片绕着自转中心自转，自转中心又 绕着镀膜机圆柱腔体的中心公转。基片的行星运动可以采用下式来描述：
[0048]
[0049]
[0050]
[0051 ]式中，xs，ys，zs分别为基片上的某点在基底坐标系的X轴，y轴，z轴的坐标，R为公转 半径，r为自转半径，Θ为公转角，θ〇为初始公转角，f为自转角，卿为初始自转角，ω为公转 速度，《s为自转速度，t为运行时间。
[0052]计算膜厚分布曲线通过式(1)计算；
[0053]
(1)
[0054]式（1)中，
[0055] (2)
[0056] (3)
[0057] ⑷
[0058] T(r)为计算膜厚分布曲线，χτ为革巴平面上某点的X轴坐标，yT为革巴平面上某点的y轴 坐标，D(XT，y T)为靶的溅射产额分布，Μ为遮挡因子，如果与靶下方的挡板相交，则Μ设为0,否 贝1JM设为1，Θ为公转角，ω (Θ)为公转速度曲线，p = ，S为基片平面上某点的坐标，Τ为靶 平面上某点的坐标，式(3)中，.w.=:纟co_sp_:siny _s.ii!炉easy :co§y义@为自转角。可以看出，已 知磁控溅射源分布特性参数L、RT、〇和k，给定公转速度曲线和基片高度，就可以由式（1)算 得膜厚分布曲线。相反地，已知膜厚分布曲线也可以反演得到磁控溅射源分布特性参数。
[0059] 以下结合实施例和附图进一步说明本发明。
[0060] 实施例1
[0061 ]以硅靶为例，选取基片高度为65mm，75mm，85mm的膜厚分布曲线，如图4所示。基片 以1转/分钟的公转速率匀速扫过硅靶下方若干圈以使基片上沉积的硅单层膜厚度在30nm (厚度可通过掠入射X射线反射谱进行膜厚测量）。通过选取的膜厚分布曲线，采用遗传算法 反演娃革E派射分布特性参数，得到L= 224 · 8nm，Rt= 25 · 3nm，σ = 8 · 9nm，k = 2 · 36，反演得到 的靶面跑道形貌如图5所示，由该组特性参数算得的基片高度65mm处的硅靶溅射速率分布 如图6所示。
【主权项】
1. 基于遗传算法的磁控溅射速率空间分布反演方法，其特征在于，步骤如下： 步骤一、选取三个到五个不同基片高度下的膜厚分布曲线，采用遗传算法反演磁控溅 射源分布特性参数； 步骤二、通过步骤一得到的磁控溅射源分布特性参数计算磁控溅射速率空间分布。2. 根据权利要求1所述的基于遗传算法的磁控溅射速率空间分布反演方法，其特征在 于，所述步骤一的过程为：以式(5)为评价函数，采用遗传算法寻找使得F值最小的磁控溅射 源分布特性参数； .(5) 式(5)中，η为3-5的整数，m为整数，?ν(η，1η)为选取膜厚分布曲线，Te(ri,hi)为目标膜 厚分布曲线。3. 根据权利要求2所述的基于遗传算法的磁控溅射速率空间分布反演方法，其特征在 于，所述计算膜厚分布曲线通过式(1)得到；⑴式⑴中， (2) (3) (.4) χτ为祀平面上术μ mj 小，y T/3革E平面上某点的y轴坐标，D (χτ，yT)为革E的派射产额 分布，Μ为遮挡因子，Θ为公转角，ω (Θ)为公转速度曲线，k为溅射角分布特性参数，α为溅射 角； 式(2)中，h为基片的高度； 式（3)中，"=〈cospsirt7 ySinpcos:/ ,-cos·//识为自转角，γ为基片相对于基片平面的 倾角，Τ为靶平面上某点的坐标，包括Χτ和yT，, S为基片平面上某点的坐标，包括Xs，ys，Zs:式中，R为公转半径，r为自转半径，θ〇为初始公转角，於为自转角，卿为初始自转角，ω 为公转速度，《s为自转速度，t为运行时间。4. 根据权利要求1-3任何一项所述的基于遗传算法的磁控溅射速率空间分布反演方 法，其特征在于，所述遗传算法的种群数为100，交叉概率为0.5，变异概率为0.02，迭代数为 50代。
【专利摘要】本发明公开了一种基于遗传算法的磁控溅射速率空间分布反演方法，属于极紫外光刻技术领域。解决了现有技术中磁控溅射速率空间分布的确定方法效率低，成本高的问题。本发明的反演方法，步骤如下：先选取三个到五个不同基片高度下的膜厚分布曲线，采用遗传算法反演磁控溅射源分布特性参数；然后通过得到的磁控溅射源分布特性参数计算磁控溅射速率空间分布。该方法大大减少了获得溅射速率空间分布的时间，显著降低了获得溅射速率空间分布的成本。
【IPC分类】C23C14/35, G06N3/12
【公开号】CN105608494
【申请号】CN201510962160
【发明人】喻波, 姚舜, 金春水
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日